Theo kinh nghiệm lái xe, để tránh cho các lốp không bị bó cứng và làm mất khả năng quay vô lăng trong khi phanh khẩn cấp, người điều khiển nên lặp lại động tác đạp và nhả bàn đạp phanh nhiều lần.
Tuy nhiên, trong những trường hợp khẩn cấp thường không có thời gian để thực hiện việc này. Người lái đạp dí phanh và xe trượt trên mặt đường trong khi các lốp không quay. Cuối cùng xe cũng dừng lại do ma sát trượt giữa lốp và mặt đường lớn nhưng xe mất khả năng lái khiến cho xe bị văng đi và tai nạn xảy ra là điều khó tránh khỏi.
Vậy để chống lại điều này, người ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả năng chống cho các lốp không bị khóa cứng khi phanh khẩn cấp, xe không bị mất lái và giảm thiểu được tai nạn xảy ra
Hệ thống ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở bánh xe và có thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh.
Trước khi đi sâu tìm hiểu hệ thống phanh ABS, bạn đọc hãy tham khảo thêm về sự trượt của xe trên mặt đường.
Sự khác nhau về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe được gọi là “hệ số trượt”. Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe trở nên quá lớn, sự quay trượt sẽ xảy ra giữa các lốp và mặt đường. Điều này cũng tạo nên ma sát và cuối cùng có thể tác động như một lực phanh và làm chậm tốc độ của xe.
Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt có thể hiểu rõ hơn qua đồ thị ở trên. Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt, và đạt được cực đại khi hệ số trượt nằm trong khoảng 10-30%. Vượt quá 30%, lực phanh sẽ giảm dần. Do đó, để duy trì mức tối đa của lực phanh, cần phải duy trì hệ số trượt trong giới hạn 10-30% ở mọi thời điểm.
Ngoài ra, cũng cần phải giữ lực quay vòng ở mức cao để duy trì sự ổn định về hướng. Để thực hiện điều này, người ta thiết kế hệ thống ABS để tăng hiệu suất phanh tối đa bằng cách sử dụng hệ số trượt là 10-30% bất kể các điều kiện của mặt đường, đồng thời giữ lực quay vòng càng cao càng tốt để duy trì sự ổn định về hướng.
Trên các mặt đường trơn có hệ số ma sát thấp như đường có nhựa ướt, nước mưa vì quãng đường phanh tăng lên so với các mặt đường có trị số ma sát cao, nên ngay cả khi có ABS tác động, vẫn phải giảm tốc độ khi chạy trên các mặt đường đó. Trên các đường thô nhám, hoặc trên sỏi tác động của ABS có thể dẫn đến quãng đường hãm dài hơn các xe không lắp ABS.
Ngoài ra, tiếng động và độ rung phát sinh khi tác động ABS báo cho người lái biết rằng ABS đang hoạt động.
Các bộ phận của hệ thống phanh ABS.
Hệ thống phanh ABS có các bộ phận chính sau đây.
ECU điều khiển trượt: Bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh. Gần đây, một số kiểu xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh.
Bộ chấp hành của phanh: Bộ chấp hành của phanh điều khiển áp suất thuỷ lực của các xilanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt.
Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt.
Ngoài ra, trên táp lô điều khiển còn có:
Đèn báo táp-lô: Đèn báo của ABS, khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợ phanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái. Đèn báo hệ thống phanh, khi đèn này sáng lên đồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS và EBD.
Công tắc đèn phanh: Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. ABS sử dụng tín hiệu của công tắc đèn phanh. Tuy nhiên dù không có tín hiệu công tắc đèn phanh vì công tắc đèn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thực hiện khi các lốp bị bó cứng. Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã trở nên cao hơn (các bánh xe có xu hướng khoá cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạt động bình thường.
Cảm biến giảm tốc: chỉ có ở một số loại xe. Cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm tốc của xe và truyền tín hiệu đến ECU điều khiển trượt. Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt đường bằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp.
ECU điều khiển trượt.
Dựa vào tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc độ quay của các bánh xe cũng như tốc độ của xe. Trong khi phanh, mặc dù tốc độ quay của các bánh xe giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tuỳ theo cả tốc độ của xe trong khi phanh và các tình trạng của mặt đường, như mặt đường nhựa khô, ướt hoặc có nước, …
Nói khác đi, ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường từ sự thay đổi tốc độ quay của bánh xe trong khi phanh và điều khiển các van điện từ của bộ chấp hành của phanh theo 3 chế độ: giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất để điều khiển tối ưu tốc độ của các bánh xe.
ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ước tính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe. Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lực trong mỗi xilanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên, và tốc độ của bánh xe bắt đầu giảm xuống. Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị bó cứng, ECU sẽ giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh của bánh xe đó.
Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ tín hiệu hoặc trong rơle, dòng điện chạy đến bộ chấp hành từ ECU sẽ bị ngắt. Do đó, hệ thống phanh vẫn hoạt động mặc dù ABS không hoạt động, nhờ vậy đảm bảo được các chức năng phanh bình thường.
Bộ chấp hành của phanh (Cụm bơm và điều kiển).
Bộ chấp hành của phanh gồm có van điện từ giữ áp suất, van điện từ giảm áp suất, bơm, môtơ và bình chứa. Khi bộ chấp hành nhận được tín hiệu từ ECU điều khiển trượt, van điện từ đóng hoặc ngắt và áp suất thuỷ lực của xilanh ở bánh xe tăng lên, giảm xuống hoặc được giữ để tối ưu hoá mức trượt cho mỗi bánh xe. Ngoài ra, mạch thuỷ lực còn thay đổi để đáp ứng yêu cầu của mỗi loại điều khiển.
Mạch thuỷ lực trong ABS của các xe FF được chia thành hệ thống của bánh trước bên phải và bánh sau bên trái và hệ thống của bánh trước bên trái và bánh sau bên phải như ở sơ đồ dưới đây. Sau đây chúng tôi chỉ xin đưa ra hoạt động của một hệ thống trong các hệ thống này, vì các hệ thống khác cũng hoạt động như vậy…
Trong khi phanh bình thường, tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt không được đưa vào. Vì vậy các van điện từ giữ và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ giữ áp suất mở, còn cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suất đóng. Khi đạp bàn đạp phanh, dầu từ xilanh chính chảy qua cửa (a) ở phía van điện từ giữ và được truyền trực tiếp tới xilanh ở bánh xe. Lúc này hoạt động của van một chiều (2) ngăn cản dầu phanh truyền đến phía bơm.
Khi có sự tác động của ABS, bộ chấp hành hoạt động theo 3 chế độ khác nhau:
Chế độ giảm áp suất: Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt đóng mạch các van điện từ giữ và giảm áp suất bằng cách đóng cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suất, và mở cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suất. Việc này làm cho dầu phanh chảy qua cửa (b) đến bình chứa để giảm áp suất thuỷ lực trong xilanh ở bánh xe. Lúc đó, cửa (e) đóng lại do dầu chảy xuống bình chứa. Bơm tiếp tục chạy trong khi ABS đang hoạt động, vì vậy dầu phanh chảy vào bình chứa được bơm hút trở về xilanh chính.
Chế độ giữ: Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt đóng mạch van điện tử giữ áp suất và ngắt van điện từ giảm áp suất bằng cách đóng kín cửa (a) và cửa (b). Điều này ngắt áp suất thuỷ lực ở cả hai phía xilanh chính và bình chứa để giữ áp suất thuỷ lực của xilanh ở bánh xe không đổi.
Chế độ tăng áp suất: Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt ngắt các van điện từ giữ và giảm áp suất bằng cách mở cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suất và đóng cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp giống như trong khi phanh bình thường. Điều này làm cho áp suất thuỷ lực từ xilanh chính tác động vào xilanh ở bánh xe, làm cho áp suất thuỷ lực của xilanh ở bánh xe tăng lên.
Trên đây chúng tôi đã hướng dẫn các bạn sơ qua về hoạt động của các bộ phận chính trong hệ thống phanh ABS. Bài viết tới chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về các hệ thống phanh ABS có hỗ trợ EBD và ABS có BA.
Bản tin xe ( Nguồn Caronline )
ABS, Anti-lock Brake System, ap suat thuy luc, cac bo phan, chong bo cung phanh, ECU, he thong, nguyen li hoat dong, ô tô, phanh, xe hơi, xi lanh
No comments:
Post a Comment